CN113516830A - 涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法、系统、装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于安全监测技术领域，公开了一种涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法、系统、装置及应用，包括涵洞积水自动监测模块、点亮显示模块、智能化拦截网控制模块、告警模块、红外检测智能语音播报模块、电源模块、管理模块以及智能终端。本发明利用物联网技术，云服务大数据，进行相关信息发布、应急处理，并在人/车进入涵洞前进行告警警示，在水深达到一定程度，自动启动防行人、车辆通过的拦截网，以免车进入涵洞深水区；在距离涵洞100米外自动开启警示牌，并且显示水深数据，拦截网状态；拦截网为自动升降装置，智能化，可以检测拦截网实际状态；拦截网具备夜间荧光反光作用，对于撞上拦截网的车辆起到保护作用。

Description

涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法、系统、装置及应用

技术领域

本发明属于安全监测技术领域，尤其涉及一种涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法、系统、装置及应用。

背景技术

目前：涵洞主要分布在铁路沿线、高速公路沿线，而且涵洞的数量非常庞大。部分在城区，部分在农村的村庄及田野里。不论是在城区的涵洞还是农村的涵洞，目前状况是，过往行人车辆随着经济发展，越来越多，人们工作、生活、生产的节凑加快，过涵洞的次数增加，速度变快。而全国的涵洞积水是普遍现象，每年因此导致的安全事故频繁发生。也有淹死人的重大事故发生。

然而，现有技术并没有针对涵洞的监测或防护系统或技术。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术并没有针对涵洞的监测或防护系统或技术。

解决以上问题及缺陷的难度为：

传统限高栏警示标志为反光膜或者发光涂料，这种警示标志自身不发光，白天离的远一点，根本看不见；晚上只能靠车灯照射反光膜产生微弱的反光，而且只有距离近才看得见；限高栏警示标志没有设计为主动发光的，主要是解决不了电能来源的问题。电能来源难以解决的根源问题是限高栏警示标志的责任单位不可能为限高栏专门建设供电线路。目前没有责任单位为涵洞安装积水监测设备，是因为涵洞大部分在野外且无电源，积水监测设备需要电源。至于设计拦截网，是本发明第一次设计，以前从未有过先例。

解决以上问题及缺陷的意义为：

本发明以无需电网供电为研究目标，采用现代低功耗发光芯片技术，光伏新能源与储能技术，满足全天候任何天气条件下工作环境，为行人司机提供远距离醒目限高指示示警作用；智能化监测涵洞积水状况，提前掌握灾情险情。采用智能化自动控制技术，声光警示加上拦截网的保护拦截作用，减少事故的发生。本发明集新能源技术、低功耗技术、人工智能为一体解决涵洞积水监测防淹伤警告拦护的难题。设计拦截网，防止行人车辆闯入涵洞深水区，是从未有过的发明。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法、系统、装置及应用。

本发明是这样实现的，一种涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法，所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法包括：

步骤一，涵洞积水自动监测模块实时检测涵洞内积水深度；并判断是否达到预设阈值；

步骤二，当涵洞内积水深度达到预设阈值时，控制用于防止行人、车辆通过的拦截网启动；

步骤三，在距离涵洞100米外自动开启警示牌，并且显示水深数据，拦截网状态。

进一步，所述在距离涵洞100米外自动开启警示牌，并且显示水深数据、拦截网状态之前还需进行：实时检测拦截网的开闭状态。

进一步，所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法还包括：利用红外检测装置检测是否有靠近涵洞的车辆；当有靠近涵洞的车辆时进行语音播报；同时点亮灯带显示限高栏轮廓，显示牌显示限高数据、积水深度、拦截网状态；

本发明的另一目的在于提供一种实施所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法的涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统，所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统包括：

涵洞积水自动监测模块、点亮显示模块、智能化防护栏控制模块、告警模块、红外检测智能语音播报模块、电源模块、管理模块以及智能终端；

涵洞积水自动监测模块，用于实时检测涵洞内积水深度；并判断涵洞内积水深度是否达到预设阈值；

点亮显示模块，用于点亮灯带显示限高栏轮廓，显示牌显示限高数据、积水深度、拦截网状态和电池电量，提前告诉行人、司机涵洞的情况；

智能化防护栏控制模块，用于当涵洞内积水深度达到预设阈值时控制智能化防护网下降至可拦截车辆、行人的高度；

告警模块，用于利用告警显示牌进行涵洞内水深数据以及拦截网状态信息显示；

红外检测智能语音播报模块，用于进行车辆检测以及语音播报。

进一步，所述拦截网为自动升降装置；所述拦截网设置有夜间荧光反光功能。

进一步，所述告警显示牌设置于距离涵洞前方100米处。

进一步，所述红外检测智能语音播报模块包括：

检测单元，用于利用红外检测装置检测是否有靠近涵洞的车辆；

语音播报单元，用于当有靠近涵洞的车辆时进行语音播报。

进一步，所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统还包括：

电源模块，用于将太阳能发电以及储能装置提供的电能转换为各个模块的需要的电压电流；

管理模块，用于进行预设阈值的设置以及相应设备的管理、控制；

智能终端，用于利用智能终端进行相关信息的查看。

本发明的另一目的在于提供一种包含所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统的铁路高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置，所述铁路高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置设置有：

涵洞积水自动监测装置；

涵洞积水自动监测装置设置有电子水尺，电子水尺通过卡扣和支架固定于涵洞墙壁上；电子水尺和主机通过导线连接；

智能拦截点亮装置；

智能拦截点亮装置设置有主机，主机通过立柱安装在限高栏右侧，主机上面安装有主机太阳能板；主机和主机太阳能板通过导线连接；主机正面是主机显示牌；

主机中有主机光伏控制模块、主机锂电池、主机控制器、主机显示牌、主机zigbee通信模块和4G物联网模块；主机光伏控制模块分别连接主机锂电池和主机控制器；主机控制器分别和主机zigbee通信模块、4G物联网模块、主机显示牌连接；

智能拦截点亮装置设置有拦截网，拦截网悬挂固定在限高栏横梁上。拦截网和主机通过导线连接；

智能拦截点亮装置设置有灯带，灯带安装在限高栏5上，通过导线和主机连接；

红外检测智能声光警示装置；

红外检测智能声光警示装置设置有从机、从机太阳能板、红外检测器、喇叭；

从机安装在涵洞前100米路边的立柱上，通过螺栓安装有从机太阳能板；从机和从机太阳能板通过导线连接；从机箱体正面是从机显示牌；红外检测器通过卡扣安装在从机外；喇叭通过销钉安装在从机箱体右侧；

从机中有从机光伏控制模块、从机锂电池、从机控制器、从机zigbee通信模块；从机光伏控制模块分别连接从机锂电池和从机控制器；从机控制器分别和从机zigbee通信模块、从机显示牌连接；

主机zigbee通信模块和从机zigbee通信模块通过射频无线信号连接；完成主机和从机的通信；

主机通过4G物联网模块与4G internet连接，后台终端与4G internet连接；完成主机和后台终端的通信；

本发明的另一目的在于提供一种所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置在铁路线涵洞、高速公路线涵洞及城市立交桥涵洞安全防护中的应用。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明利用物联网技术，云服务大数据，把积水情况随时上传到各地应急管理部门、产权所属的铁路公路市政相关部门，以便进行相关信息发布、应急处理，并在涵洞位置进行告警警示，在水深达到一定程度，自动启动防行人、车辆通过的拦截网，以免车进入涵洞深水区。在距离涵洞100米外自动开启警示显示牌，并且显示水深数据，拦截网状态。拦截网为自动升降装置，智能化，可以检测拦截网实际状态，拦截网具备夜间荧光反光作用，对于闯上拦截网的车辆起到保护作用。

本发明红外检测靠近的车辆并语音播报，无人值守，是物联网、大数据在智慧交通行业的创新应用；本发明不用市电、路电，适合野外无电地区，也适合城乡结合地带接电不容易的场所，与电网停电断电无关；本发明进行涵洞积水深度数据实时更新，有利于行人车辆判断是否通过，积水深度达到设定值，智能化拦截网自动降下到拦截车、人的高度，起到保护行人、司机的作用；点亮灯带显示限高栏轮廓，显示牌显示限高数据、积水深度、拦截网状态和电池电量，提前告诉行人、司机涵洞的情况。本发明集新能源技术、低功耗技术、人工智能为一体解决涵洞积水监测防淹伤警告拦护的难题。设计拦截网，防止行人车辆闯入涵洞深水区，是从未有过的发明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法流程图；

图2是本发明实施例提供的铁路网高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的铁路网高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置的涵洞积水自动监测装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的铁路网高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置的红外检测智能声光警示装置结构示意图；

图5是本发明实施例提供的铁路网高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置的智能拦截点亮装置结构示意图；

图中：1、电子水尺；2、卡扣；3、支架；4、涵洞墙壁；5、限高栏；6、灯带；7、拦截网；8、太阳能板；9、主机；10、从机；11、红外检测器；12、喇叭；13、电脑终端。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法、系统、装置及应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法包括：

S101，涵洞积水自动监测模块实时检测涵洞内积水深度；并判断是否达到预设阈值；

S102，当涵洞内积水深度达到预设阈值时，控制用于防止行人、车辆通过的拦截网启动；实时检测拦截网的开闭状态；

S103，在距离涵洞100米外自动开启警示牌，并且显示水深数据，拦截网状态。

本发明实施例提供的涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法还包括：

利用红外检测装置检测是否有靠近涵洞的车辆；当有靠近涵洞的车辆时进行语音播报；同时点亮灯带显示限高栏轮廓，显示牌显示限高数据、积水深度、拦截网状态，提前告诉行人、司机涵洞的情况。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1：

如图2-5所示，本发明提供的铁路网高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置包括电子水尺1；卡扣2；支架3；涵洞墙壁4；限高栏5；灯带6；拦截网7；太阳能板8；主机9；从机10；红外检测器11；喇叭12；电脑终端13。

涵洞积水自动监测装置设置有电子水尺1，装置通过卡扣2和支架3固定于涵洞墙壁4上，电子水尺1和主机9通过导线连接，一方面，主机9为电子水尺1提供电源；另一方面，电子水尺1实时检测水位高度，并且每隔1分钟就把数据发给主机9。

智能拦截点亮装置设置有主机9，主机9通过立柱安装在限高栏右侧，主机9上面安装有主机太阳能板8，为主机提供电能；主机中有主机光伏控制模块、主机锂电池、主机控制器；主机太阳能板把光能转换为电能，主机光伏控制模块经DC-DC直流变换将电压电流都不稳定的太阳能，转为主机锂电池需要的电压电流；主机锂电池将主机光伏控制模块转换好的充电电流转化为化学能存储在电池里；当太阳能的电流不够时，将电池中的化学能转化为电能提供给主机电路使用；主机9正面是由LED组成的主机显示牌，一方面显示涵洞限高数据，另一方面实时显示涵洞内水位高度，当积水超限时，显示警示语，提醒行人司机注意安全；主机9有主机zigbee通信模块，当积水超限时，主机控制器发数据给主机zigbee通信模块，主机zigbee通信模块通过短距离无线通信发数据给从机zigbee通信模块；从机zigbee通信模块再发数据给从机控制器。主机9有4G物联网模块，通过4G internet，主机控制器每隔5分钟实时的将涵洞水位高度，拦截网状态等信息发送给4G物联网模块，4G物联网模块通过4G internet发送数据给电脑终端13；

智能拦截点亮装置设置有拦截网7，拦截网7悬挂固定在限高栏5横梁上；拦截网7和主机9通过导线连接，由主机9控制，并且实时检测拦截网实际状态。拦截网7具备夜间荧光反光作用，拦截网7是柔软材料制成，对于撞上拦截网7的车辆起到保护作用，而不会伤害车辆。拦截网7为自动升降装置，主机9控制拦截网收放，平时拦截网是收起来的，当积水超限时，主机控制拦截网放下，拦截冲入的车辆，以免车进入涵洞深水区。智能拦截点亮装置设置有灯带，由LED组成，灯带安装在限高栏5上，通过导线和主机连接，由主机控制点亮，使行人和司机在远处就可以看清限高栏的轮廓；

红外检测智能声光警示装置设置有从机10，在涵洞前100米路的右边，从机10安装在立柱上，上面安装有从机太阳能板，为从机提供电能。从机中有从机光伏控制模块和从机锂电池，从机太阳能板把光能转换为电能，从机光伏控制模块经DC-DC直流变换将电压电流都不稳定的太阳能，转为从机锂电池需要的电压电流；从机锂电池将从机光伏控制模块转换好的充电电流转化为化学能存储在电池里；当太阳能的电流不够时，将电池中的化学能转化为电能提供给从机电路使用；

从机10正面是从机显示牌，由LED组成，红外检测器11通过卡扣安装在从机10外，喇叭12通过销钉安装在从机10箱体右侧；从机有从机zigbee通信模块，从机和主机之间通过短距离无线通信连接，当积水超限时主机发送数据给从机，从机一方面在从机机箱正面的显示牌上显示警示语，另一方面启动红外检测器11开始工作，当检测到有行人车辆时，从机10驱动喇叭12播放语音，警示及提醒过往行人车辆涵洞内的情况。

电脑终端13有大型数据库，可以接收和保存各个涵洞主机发来的数据，也可以设置各个涵洞主机的参数，遥控各个涵洞拦截网；实时列表显示各个涵洞限高数据，涵洞内水位高度，拦截网实际状态，太阳能板电压，锂电池电量；当发生积水时，涵洞主机立刻上传报警信息给电脑终端13，电脑终端13根据积水情况立刻上传到各地应急管理部门、产权所属的铁路公路市政相关部门，应急管理部门可以安排人员值守或者抽水排涝。

实施例2：

本发明主要是利于物联网技术，云服务大数据，把积水情况随时上传到各地应急管理部门、产权所属的铁路公路市政相关部门，以便进行相关信息发布、应急处理，并在涵洞位置进行告警警示，在水深达到一定程度，自动启动防行人、车辆通过的拦截网，以免车进入涵洞深水区。在距离涵洞100米外自动开启警示牌，并且显示水深数据，拦截网状态。拦截网为自动升降装置，智能化，可以检测拦截网实际状态，拦截网具备夜间荧光反光作用，对于闯上拦截网的车俩起到保护作用。

组成部分：涵洞积水自动监测装置、智能拦截点亮装置、红外检测智能声光警示装置、太阳能发电及储能装置、后台管理软件、手机客户端小程序八大部分组成。

特点一、智能化，红外检测靠近的车辆并语音播报，无人值守，是物联网、大数据在智慧交通行业的创新应用；

特点二、不用市电、路电，适合野外无电地区，也适合城乡结合地带接电不容易的场所，与电网停电断电无关；

特点三、涵洞积水深度数据实时更新，有利于行人车辆判断是否通过，积水深度达到设定值，智能化防护网自动降下到拦截车、人的高度，起到保护行人、司机的作用；

特点四、无雨时期涵洞没有积水，可以用于点亮灯带显示限高栏轮廓，显示牌显示限高数据、积水深度、拦截网状态和电池电量，提前告诉行人、司机涵洞的情况。

主要应用在铁路线、高速公路线及城市立交桥有涵洞的场所。

实施例3：

本发明实施例提供的涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统包括：

涵洞积水自动监测模块，用于实时检测涵洞内积水深度；并判断涵洞内积水深度是否达到预设阈值；

点亮显示模块，用于点亮灯带显示限高栏轮廓，显示牌显示限高数据、积水深度、拦截网状态和电池电量，提前告诉行人、司机涵洞的情况；

智能化防护栏控制模块，用于当涵洞内积水深度达到预设阈值时控制智能化防护网下降至可拦截车辆、行人的高度；

告警模块，用于利用设置于距离涵洞前方100米处的告警显示牌进行涵洞内水深数据以及拦截网状态信息显示；

红外检测智能语音播报模块，用于进行车辆检测以及语音播报；

电源模块，用于将太阳能发电以及储能装置提供的电能转换为各个模块的需要的电压电流；

管理模块，用于进行预设阈值的设置以及相应设备的管理、控制；

智能终端，用于利用智能终端进行相关信息的查看。

本发明实施例提供的拦截网为自动升降装置；本发明实施例提供的拦截网设置有夜间荧光反光功能。

红外检测智能语音播报模块包括：

检测单元，用于利用红外检测装置检测是否有靠近涵洞的车辆；

语音播报单元，用于当有靠近涵洞的车辆时进行语音播报。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法，其特征在于，所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法包括：

步骤一，涵洞积水自动监测模块实时检测涵洞内积水深度；并判断是否达到预设阈值；

步骤二，当涵洞内积水深度达到预设阈值时，控制用于防止行人、车辆通过的拦截网启动；

步骤三，在距离涵洞100米外自动开启警示牌，并且显示水深数据，拦截网状态。

2.如权利要求1所述的涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法，其特征在于，所述在距离涵洞100米外自动开启警示牌，并且显示水深数据，拦截网状态；之前还需进行：实时检测拦截网的开闭状态。

3.如权利要求1所述的涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法，其特征在于，所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法还包括：利用红外检测装置检测是否有靠近涵洞的车辆；当有靠近涵洞的车辆时进行语音播报；利用灯带显示限高栏轮廓，利用显示牌显示限高数据、积水深度、拦截网状态，提前告诉行人、司机涵洞的情况。

4.一种实施权利要求1～3任意一项所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护方法的涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统，其特征在于，所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统包括：

涵洞积水自动监测模块、点亮显示模块、智能化拦截网控制模块、告警模块、红外检测智能语音播报模块、电源模块、管理模块以及智能终端；

涵洞积水自动监测模块，用于实时检测涵洞内积水深度；并判断涵洞内积水深度是否达到预设阈值；

点亮显示模块，用于点亮灯带显示限高栏轮廓，显示牌显示限高数据、积水深度、拦截网状态和电池电量，提前告诉行人、司机涵洞的情况；

智能化拦截网控制模块，用于当涵洞内积水深度达到预设阈值时控制智能化拦截网下降至可拦截车辆、行人的高度；

告警模块，用于利用告警显示牌进行涵洞内水深数据以及拦截网状态信息显示；

红外检测智能语音播报模块，用于进行车辆检测以及语音播报。

5.如权利要求4所述的涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统，其特征在于，所述拦截网为自动升降装置；所述拦截网设置有夜间荧光反光功能。

6.如权利要求4所述的涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统，其特征在于，所述告警显示牌设置于距离涵洞前方100米处。

7.如权利要求4所述的涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统，其特征在于，所述红外检测智能语音播报模块包括：

检测单元，用于利用红外检测装置检测是否有靠近涵洞的车辆；

语音播报单元，用于当有靠近涵洞的车辆时进行语音播报。

8.如权利要求4所述的涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统，其特征在于，所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统还包括：

电源模块，用于将太阳能发电以及储能装置提供的电能转换为各个模块的需要的电压电流；

管理模块，用于进行预设阈值的设置以及相应设备的管理、控制；

智能终端，用于利用智能终端进行相关信息的查看。

9.一种包含权利要求4所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护系统的铁路高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置，其特征在于，所述铁路高速公路网涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置设置有：

涵洞积水自动监测装置；

涵洞积水自动监测装置设置有电子水尺，电子水尺通过卡扣和支架固定于涵洞墙壁上；电子水尺和主机通过导线连接；

智能化拦截网控制模块与后台云服务端相连接；

红外检测智能语音播报模块安装在立柱上，通过螺栓安装有太阳能板；

所述红外检测智能语音播报模块的红外检测器通过卡扣安装在从机箱体右侧；蜂鸣器通过销钉安装在从机箱体右侧；

所述点亮显示模块为LED灯带安装在限高栏上，显示牌通过立柱安装在限高栏右侧，安装有太阳能电池板；

所述拦截网悬挂固定在限高栏横梁上。

10.一种如权利要求9所述涵洞积水监测防淹伤警告拦护装置在铁路线涵洞、高速公路线涵洞及城市立交桥涵洞安全防护中的应用。

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